Geologie der Niederrheinischen Bucht

mini|Die Niederrheinische Bucht im Satellitenbild mini|Das Niederrheinische Tiefland im Satellitenbild Die Niederrheinische Bucht ist ein geologisches Senkungsgebiet im Westen Deutschlands. Seine Bildung begann vor etwa 30 Mio. Jahren. In seinem Zentrum lagerten sich seitdem mehr als 1000 m Sedimente ab. Die geologische Struktur Niederrheinische Bucht liegt zwischen den Städten Aachen, Roermond, Wesel und Bonn und umfasst die beiden naturräumlichen Großeinheiten Niederrheinische Bucht und Niederrheinisches Tiefland. Von großer wirtschaftlicher Bedeutung sind vor allem die mächtigen, in ausgedehnten Tagebauen abgebauten Braunkohlen und der heute weitgehend zum Erliegen gekommene Steinkohlebergbau.

Die Niederrheinische Bucht entstand durch das allmähliche Zerbrechen und Einsinken des Untergrunds an Störungen. Sie ist ein Teil des Mitteleuropäischen Grabensystems und setzt sich über den Niederrheinischen Graben in das Niederländische Senkungsgebiet fort.Walter, Roland et al.: Geologie von Mitteleuropa. 5. Auflage, Schweizerbarth’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1992. ISBN 3-510-65149-9, S. 69ff Heute noch zeigen Erdbeben an, dass die tektonische Senkung nicht zum Stillstand gekommen ist.. Abgerufen am 1. März 2008.

Geologische Struktur

Die Niederrheinische Bucht wird durch Bruchstörungen gegliedert, die fast alle von Nordwesten nach Südosten verlaufen. Der Absenkungsbetrag an den Störungen nimmt in Richtung auf das Rheinische Schiefergebirge ab. Die Bruchstörungen fallen im Südwesten meist nach Nordosten ein, einige der großen Störungen wie die Ostrandstörung des Rurgrabens (Peel-Störung) und der Erftsprung besitzen ein entgegengesetztes Einfallen nach Südwesten. Im Südosten teilt der Erftsprung die Bucht in die „Kölner Scholle“ und die „Erftscholle“. Im Nordosten liegt die „Krefelder Scholle“, die durch die Venloer Scholle von der „Rur-Scholle“ mit dem Rurgraben im Südwesten getrennt ist.

Im Querschnitt ist die Füllung der Niederrheinischen Bucht asymmetrisch und im Westen von keilförmiger Gestalt. An den großen Störungen des Erftsprungs und der Rurrand-Verwerfungspiegel.de 22. Februar 2016: Interview mit Christoph Grützner ist der vor-tertiäre Untergrund am tiefsten abgesunken; die Grabenfüllung erreicht eine Mächtigkeit von über 1.000 m. Östlich der Ville liegt die Grabenfüllung flach und ist weniger mächtig; die östlichen Randstörungen zum Rheinischen Schiefergebirge sind wenig bedeutend.

Die größeren Störungen waren für den Stein- und Braunkohlebergbau von entscheidender Bedeutung, da sie die abgebauten Flöze abschnitten. Viele von ihnen erhielten Namen, die auf den Bergbau zurückgehen, so etwa der Feldbiss, die Peel-Störung und der Viersener Sprung. An den Rändern zum Schiefergebirge sind viele Störungen als Bodenwellen oder langgezogene Erhebungen sichtbar. Im Innern der Niederrheinischen Bucht bestimmen die großen Bruchstörungen die Landschaft. Ein Beispiel dafür ist der Höhenzug der Ville, der westlich von Bonn und Köln an einer gut sichtbaren Bruchlinie zum Swisttal und zur Erft abfällt.

Geologische Entwicklung in den letzten 280 Mio. Jahren

Nach der Variszischen Gebirgsbildung, bei der Mitteleuropa entstand, wurde der Untergrund durch Bruchschollentektonik zerlegt. Im Norden des Rheinischen Schiefergebirges sank das Norddeutsche Tiefland langsam ein, während an Querstörungen Grabenbrüche entstanden. Die Querstörungen der Niederrheinischen Bucht bildeten sich wahrscheinlich entlang älterer Strukturen, die schon im Mitteldevon des Rheinischen Schiefergebirges eine Rolle gespielt haben.G. Drozdzewski u. a.: Sedimentation und Tektonik im Paläozoikum und Postpaläozoikum der Niederrheinischen Bucht. - In: Fortschritte der Geologie Rheinld. u. Westf., Bd. 37, Krefeld 1998, S. 573–583 (Geologisches Landesamt).

Vor allem im Tertiär und Quartär lagerten sich in der Niederrheinischen Bucht bis zu 1500 m Sediment ab. Entscheidend für die Absenkung waren vor allem zwei Faktoren: die epirogene, etwa seit der Oberkreide erfolgende Hebung des Rheinischen Schiefergebirges und die gleichzeitige bruchtektonische Einsenkung der Niederrheinischen Bucht.V. Wrede: Tiefentektonik des Aachen-Erkelenzer Steinkohlengebietes. - In: G. Drozdzewski u. a. [Hrsg.]: Beiträge zur Tiefentektonik westdeutscher Steinkohlenlagerstätten, Krefeld 1985, S. 9–104 (Geologisches Landesamt)

Perm

Mit dem Ende der variszischen Gebirgsbildung (asturische Phase im Grenzbereich von Oberkarbon (Stefanium) und Perm vor etwa 300 Mio. Jahren) war das vorher auf verschiedene, zeitweise weit auseinander liegende Krustenblöcke verteilte Mitteleuropa an den Superkontinent Pangaea angegliedert worden und lag an der Nordseite des Tethys-Ozeans. Die Niederrheinische Bucht gehörte zum mitteleuropäischen Festland, wo das variszische Gebirge bereits wieder zu einem Gebirgsrumpf abgetragen wurde. Heftige Niederschläge in einem wüstenhaften, semiariden Klima spülten im Oberrotliegenden den Verwitterungsschutt des Gebirges zu Fanglomeraten zusammen. Sie lagern diskordant auf Oberkarbon und finden sich heute in der nördlichen Niederrheinischen Bucht in isolierten Vorkommen. Gehäuft treten die Fanglomerate im Dinslakener Graben auf, einer spätvariszischen Tiefscholle.W. Schlimm, A. Thiermann: Das Perm der Niederrheinischen Bucht. - In: H.D. Hilden [Hrsg.]: Geologie am Niederrhein, Krefeld 1988, S. 18–23 (Geologisches Landesamt) Im Zechstein führten Senkungen am Niederrhein zu einem Vordringen des Zechsteinmeeres aus dem Nordseeraum über die bereits im Oberkarbon angelegte Ems-Senke nach Süden. Im Zechstein 1 (Werra-Serie) entstand im Gebiet der Niederrheinischen Bucht eine große Salzpfanne am Rand des immer wieder trocken fallenden, flachen Meeres. Das Zentrum dieser Salzpfanne lag im Raum Wesel-Xanten.R. Teichmüller: Ein Querschnitt durch den Südteil des Niederrheinischen Zechsteinbeckens. - In: Geol. Jb., Bd. 73, Hannover 1958, S. 39–50

Trias

In der Trias setzte sich die Absenkung der Niederrheinischen Bucht fort. Ab dem Mittleren Buntsandstein war erstmals seit dem Oberkarbon (Westfal D vor etwa 305 Mio. Jahren) der Südrand der Niederrheinischen Bucht wieder Sedimentationsraum für klastische und chemische Sedimente.

Am Eifelrand zwischen Düren und Mechernich brach südwärts eine schmale Senkungszone ein, die „Eifler Nord-Süd-Zone“. Von ihrem Nordende am so genannten „Mechernicher Triasdreieck“ reichte sie über die Trierer Bucht bis nach Lothringen. Im Mittleren Buntsandstein füllte sich die Bruchzone mit 150 m an groben Schottern, Konglomeraten und fluviatilen Sanden. Im Oberen Buntsandstein wurden feinkörnigere Sedimente (Feinsande bis Tone) abgelagert. Aus ihrer Feinkörnigkeit ist ein Nachlassen der Hebung des Rheinischen Schiefergebirges und eine abgeschwächte Absenkung des Sedimentbeckens abzuleiten.G. Knapp: Die Trias der Niederrheinischen Bucht. - In: Hilden, H.D. [Hrsg.]: Geologie am Niederrhein, Krefeld 1988, S. 23–27. ISBN 3-86029-909-3.

Die Oberfläche der Niederrheinischen Bucht war zu dieser Zeit eine weite Ebene und verfügte über ein ausgeglichenes Relief. Im unteren Muschelkalk wurde sie aus nördlicher Richtung von einem Flachmeer überflutet, das bis zum Südrand der Bucht vordrang. Nach einer Regression des Meeres im mittleren Muschelkalk führte im oberen Muschelkalk ein zweiter Meeresvorstoß von Norden bis in den Raum Mönchengladbach zur Bildung von 40 – 50 m mächtigen Kalk- und Dolomitsteinen. Südlich davon entstanden in einer Küstenfazies bis zu 30 m glaukonitische, sandig-mergelige Dolomite. Der Keuper war geprägt von einem Meeresrückzug nach Norden. Eine dritte Transgression setzte im oberen Keuper (Rhät) ein und überflutete mit Ausnahme des Bonner Raumes allmählich die gesamte Niederrheinische Bucht und die Eifeler Nord-Süd-Zone.

Jura

Im Jura setzte sich der im Keuper begonnene Meeresvorstoß in zwei Transgressionsphasen im Lias alpha und Lias gamma fort. Die spätere Phase im Lias gamma führte zur Bildung eines bis zu 10 m mächtigen Eisenooliths. Über die Eifeler Nord-Süd-Zone war der Meeresraum verbunden mit der Saar-Nahe-Senke. Weiterhin abgelagert wurden bis zu 600 m Tonsteine. Heute noch erhalten sind Gesteine des Lias nördlich der Linie Kleve – Wesel, dort besonders im Bislicher Graben und westlich von Roermond. Im Mechernicher Triasdreieck sind Lias-Schichten aus einem isolierten Vorkommen südöstlich von Düren bekannt.

Aus dem Dogger sind in der nordöstlichen Bucht Ablagerungen bis in den unteren Dogger delta bekannt. Tektonische Hebungen einzelner Schollen führten im Oberjura zu einem Rückzug des Meeres und einer anschließenden weitgehenden Abtragung der vorher abgelagerten jurassischen Sedimente.W. Knauff: Der Jura in der Niederrheinischen Bucht. - In: Hilden, H.D. [Hrsg.]: Geologie am Niederrhein, Krefeld 1988, S. 27–28. ISBN 3-86029-909-3. Entlang von heute noch bestehenden Abschiebungen blieben auf der abgesunkenen Liegendscholle jurassische und triassische Ablagerungen erhalten. So ist für einige dieser Störungen belegt, dass sie mindestens bereits im Oberjura angelegt wurden, so etwa für die Feldbiss-Störung, die Nordoststörung des Rurgrabens (Peel-Störung) oder den Viersener Sprung.

Kreide

In der Unterkreide setzten sich die festländischen Bedingungen aus dem Oberjura weitgehend fort. Nur in der nördlichen Niederrheinischen Bucht entstanden vom Valanginium zum Barremium wenige Meter marine Sande, Kiese und Tone. In der Oberkreide gehörte der Niederrhein zu zwei Meeresprovinzen, die durch das Krefelder Hoch in der Oberkreide dauerhaft getrennt blieben.H.D. Hilden & A. Thiermann: Die Kreide der Niederrheinischen Bucht. - In: Hilden, H.D. [Hrsg.]: Geologie am Niederrhein, Krefeld 1988, S. 28–32. ISBN 3-86029-909-3. Nordöstlich dieses Hochs reichte das Meer von Norden kommend bis an die Linie Duisburg – Wesel – Rhede. Mit zahlreichen Schichtlücken wurden bis ins Campan glaukonitische, kalkige Sande sedimentiert. Der Westen und Südwesten der Niederrheinischen Bucht geriet unter Einfluss einer Meeresstraße im belgischen Raum. Von dieser Meeresenge drang das Meer mehrfach nach Süd-Limburg, an den unteren Niederrhein und den Aachener Raum vor. Aus dem Raum Goch – Geldern sind 60 – 200 m mächtige Ablagerungen aus dem Turon bis Campan bekannt. Isoliert stehen zwei Maastrichtium-Vorkommen, aus der Bohrung „Niederwald 2“ bei Issum und „Wachtendonk 1“ bei Straelen. Auf dem Erkelenzer Horst erbohrt sind küstennahe Abfolgen des Campans und Maastrichtiums aus bis zu 120 m Kalk- und Sandsteinen, die bei Hückelhoven abschnittsweise im Brack- bis Süßwasser entstanden sind. Im Aachener Raum steht die Oberkreide zutage an. Insgesamt 340 m Sediment wurden vom Obersanton bis zum Maastrichtium beim transgressiven Übergreifen auf die eingeebneten Rumpfflächen von Hohem Venn und Eifel abgelagert. Entsprechend ihrer küstennahen Lage sind Schichtlücken häufig. Über den fluviatil-limnischen Hergenrather Schichten folgten die marinen Aachener Sande und die glaukonitischen Sande der Vaalser Schichten. Nach Schollenbewegungen im Campan lagerte auf ihnen konkordant der Zevenwegen-Kalk, auf diesem schließlich diskordant der Vylener Kalk. Die Abfolge der Kreidegesteine beschließen die Orsbacher Feuerstein-Kreide und der Vetschauer Kalk.

Paläogen und Neogen